CZ284507B6

CZ284507B6 - Utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a/nebo olej, sestávající v podstatě z podkladové vrstvy, vrstvy bobtnavého jílu a krycí vrstvy

Info

Publication number: CZ284507B6
Application number: CS91538A
Authority: CZ
Inventors: Georg Dr. Ing. Heerten; Volkard Müller; Karsten Johannssen
Original assignee: Naue-Fasertechnik Gmbh And Co.Kg
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1991-03-01
Publication date: 1998-12-16
Also published as: EP0445788B1; DE4107161A1; IE71173B1; IE910735A1; ITMI910567A0; GB9103549D0; NO910861L; ITMI910567A1; KR910016479A; SI9110374A; YU47392B; KR0153780B1; US5221568A; HUT62516A; HU910189D0; FI910992A; AU632219B2; CN1029415C; NO910861D0; JPH04216929A

Abstract

Utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a/nebo olej je vytvořena z kombinace bentonitu a netkaných textilií, s možností přenášení smykových sil z jedné rounovité vrstvy na druhou, což znamená, že na svahu mohou být smykové díly přenášeny krycím rounovitým materiálem přes vrstvu botnatého jílu na nosný rounovitý materiál. Tato utěsňovací krytina je vlákny zpevněná minerální izolační přehrada umožňující přenos smykových sil na svazích bez nebezpečí, že se samotný botnavý jíl stane kluznou rovinou. Utěsňovací krytina sestává z netkaného textilního materiálu jako podkladové vrstvy, z vrstvy botnavého jílu, s výhodou sodíkem aktivovaného bentonitu, a z krycí vrstvy, sestávající s výhodou rovněž z netkaného textilního materiálu, přičemž jsou všechny tři vrstvy běžným způsobem vzájemně spojeny jehlováním na jehlovacím stroji. Při navlhčení jíl nabotná a vytváří vrstvu nepropustnou pro vodu a/nebo olej. Tato utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a/nebo olej je používána zejména ve vodníŕ

Description

Třívrstvá utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a olej

Oblast techniky

Vynález se týká třívrstvé utěsňovací krytiny nepropustné pro vodu a olej, k použití jako izolace proti vodě a oleji, zahrnující podkladovou vrstvu, krycí vrstvu a mezivrstvu botnavého jílu, přičemž jsou podkladová vrstva a krycí vrstva zvoleny ze skupiny sestávající z netkaného textilního materiálu, tkaniny, pleteniny a plastové fólie s výhradou, že alespoň jedna z podkladové vrstvy a krycí vrstvy sestává z netkaného textilního materiálu.

Dosavadní stav techniky

V minulosti byl bentonit ve velké míře používán v různých formách, aby působil jako izolace proti vodě. Tak je jíž známo vytvářet textury odolávající prosakování za použití hmoty botnavého bentonitu, uložené v dráze možného prosakování nebo tečení. Jeden takový způsob a kompozice k zamezování prosakování nebo tečení vody jsou popsány v patentu USA 2 277 286 (Bechtner). Jak je v něm plně popsáno, je technický bentonit použit k zahrazování propouštění nebo tečení prosakující vody a konstrukce různých typů jsou chráněny proti propouštění zahrazováním dráhy tečení vody bentonitovým nebo vysoce koloidním jílem, který při styku s vodou má schopnost botnat nebo želatinovat. Jeden z jílů, který byl zjištěn jako nejvhodnější k tomuto účelu, byl pravý bentonit získávaný v oblastech Woymingu a Jižní Dakoty, i když rovněž užitečné jsou i jiné, vysoce koloidní nebo bentonitové jíly, které ve značném stupni mají schopnost botnání nebo želatinování ve vodě.

Dále pak v minulosti byl jemně rozmělněný bentonit zpracováván na laminát s vodou obsahujícím papírovým povlakem, jak je popsáno například v patentech USA 4 048 373, 4 070 839 a 4 139 588. Takovéto lamináty jsou speciálně vyvinuty k použití jako izolace proti vodě ajsou vyrobeny z pásů vlnité lepenky. Kanálky v těchto pásech vlnité lepenky jsou vyplněny jemně rozmělněným bentonitem. Jestliže takovýto panel je uložen na dno vodní nádrže a vystaven vodě, pak voda projde horní vrstvou kraftového papíru a je absorbována do bentonitového materiálu. Papír současně ztrácí svou pevnost v tahu následkem smáčení. V odezvu na absorbci vody má bentonit schopnost expandovat a nabotnat. Expanze bentonitu a ztráta pevnosti kraftového papíru v tahu způsobí, že spodní pás a krycí pás již nedrží pohromadě.

Jiný způsob balení bentonitového materiálu v tabulích nebo rolích, které je možno uložit na dno vodní nádrže nebo rybníka za účelem vytvoření pro vodu nepropustné bariéry, je popsán v patentu USA 4 501 788, který odpovídá evropskému patentu 0 059 625. V tomto patentu je popsán způsob vytváření takovéhoto baleného bentonitového tabulového materiálu za použití následujících postupových kroků:

(a) Použití nosného polyesterového pásového materiálu, například porézní netkané textilie, majícího schopnost umožňovat plynům unikat jím v bočním směru.

(b) Nanesení lepidla na horní plochu tohoto pásového materiálu, přičemž je lepidlo vytvořeno ze škrobu podobného klihu.

(c) Nanesení přibližně čtvrtiny palce (0,6 cm) bentonitu na povrch lepidla.

(d) Nastříkání druhého povlaku lepidla na povrch bentonitu.

(e) Uložení řídké podkladové tkaniny nebo jemné síťoviny na povrch lepidla.

- 1 CZ 284507 B6 (f) Lisovací válcování výše uvedené kombinace do tvaru podlouhlého, plochého, pásového materiálu.

(g) Sušení pásového materiálu v dlouhé peci při přibližně 150 °C (300 °F), tak aby z pásového materiálu a bentonitu byla vysušena veškerá vlhkost.

Výše uvedený postup je nejen obtížný, nákladný a časově náročný, ale nosný pás a krycí pás také ztrácí svou vzájemnou pevnou soudržnost, jsou-li navlhčeny. To je velmi významná nevýhoda, poněvadž bentonitová vrstva působí v mokrém stavu po stranách vodní nádrže nebo na jiných místech jako kluzná dráha. Kluzný účinek je dále podpořen lepidlem, které se v mokrém stavu rozpustí.

Proto byly činěny pokusy dalším vývojem vyhnout se alespoň jednomu z výše uvedených nedostatků, to znamená vyhnout se použití lepidla a nutnému procesu sušení při použití lepidla. Takový nový postup, který nevyžaduje výše uvedené sušení nebo lepidlo, je popsán v patentu USA 4 565 468. Postup podle tohoto patentu zahrnuje použití následujících kroků:

a) Použití plochého polyesterového pásového materiálu, s výhodou syntetické netkané textilie, která je porézním, ohebným polyesterovým materiálem. Pásový materiál je schopen rozptylovat plyn v bočním směru, tak aby bylo umožněno plynu, shromažďujícímu se přilehle u pásového materiálu, procházet pásovým materiálem bočně směrem ven.

b) Nanesení přibližně čtvrtiny palce bentonitu na povrch základového materiálu.

c) Uložení hladkého kraftového papíru nebo jiného biologicky odbouratelného materiálu na povrch bentonitu. Tento materiál musí být schopný po hydrataci degradovat.

d) Našití pásového materiálu na základový materiál, přičemž se bentonit nachází mezi těmito dvěma pásy materiálu. Podle výhodného provedení se stehy prostírají podél křížících se diagonálních čar vzhledem k podélné ose pásového materiálu, tak, aby mezi horním pásovým materiálem a základovým pásovým materiálem byly vytvořeny čtvercové stehované kapsy. Bentonit se nachází v těchto prošíváním vzniklých kapsách. Prošívané uspořádání zabraňuje přesouvání bentonitu během sbalování prošitého materiálu a během přepravy. Při jiném provedení je kraftový papír vlnitý, aby tak byly vytvořeny podlouhlé zvlněné komory pro uložení bentonitového materiálu.

Jestliže je výše uvedený materiál umístěn do vodního prostředí, například na dno vodní nádrže nebo rybníka, bentonit expanduje a roztrhá vrstvu kraftového papíru na povrchu takto vytvořené izolace. Expanze bentonitu pokračuje, takže jsou zakryty otvory vpichů, vzniklé šitím a tím je vytvořena pro vodu nepropustná vrstva.

Jak je z výše uvedeného popisu patrno, je možné, že postup výroby pásového materiálu podle patentu USA 4 565 468 je lepší než postup podle patentu USA 4 501 788, který odpovídá evropskému patentu 0 059 625, avšak stále je zde ještě velká nevýhoda spočívající vtom, že bentonitová vrstva během použití jako izolace proti vodě působí v mokrém stavu ve svazích jako kluzná dráha.

Všechny utěsňovací krytiny popsané ve výše uvedených patentech USA slouží pouze k „zabalení“ bentonitu a v podstatě vždy sestávají z podkladové vrstvy, bentonotové vrstvy a krycí vrstvy. Když jsou tyto utěsňovací krytiny položeny a následně navlhčeny, jsou podkladová a krycí vrstva spojeny jen prostřednictvím mezi nimi se nacházející nabotnané vrstvy bentonitu, která má konzistenci tuku. Uvažujeme-li, že utěsňovací krytiny musí být dále zatíženy pískovou nebo půdní základkou a potom štěrkem nebo kameny, a to nejen na rovném povrchu, nýbrž i na

-2CZ 284507 B6 svazích, lze si snadno představit, že tato základka po nabotnané bentonitové mezivrstvě, která působí jako skluzavka, sklouzne, což je v praxi často pozorováno.

V zásadě tedy utěsňovací krytiny popsané ve výše uvedených patentech USA slouží - jak již bylo 5 řečeno - pouze k „zabalení“ bentonitu v plochém tvaru, takže po nabotnání bentonitu se krycí vrstva oddělí od podkladové vrstvy a souvislá bentonitová vrstva nabude odpovídající tvar.

Avšak ve skutečnosti lze takovouto bentonitovou vrstvu vytvořit jednodušeji a nenákladně přímo na místě způsobem popsaným v patentu USA 4 344 722. Tento patent dává k dispozici způsob 10 a systém utěsňování požadovaného základu proti vodě a dále pojednává o výrobku nepropustném pro vodu a odolávajícím chemikáliím. Způsob zahrnuje použití určité délky ohebného, vlhkosti propouštějícího, tenkého, syntetického, pásového materiálu, majícího požadované charakteristiky, položení tohoto materiálu do styku se základem, který má být utěsněn proti vodě, pokrytí vrstvy tohoto materiálu středovou vrstvou bentonitu (montmorillonitového jílu) a uložení třetí 15 vrstvy textilie na povrch bentonitu. Ohebný, vlhkost propouštějící, tenký, syntetický, pásový materiál je typicky netkaná textilie.

Všechny předcházející výše popsané utěsňovací krytiny mají tu velkou nevýhodu, že bentonitová mezivrstva, uložená mezi dalšími vrstvami, se při navlhčení může volně rozpínat ve všech třech 20 rozměrech, což má za následek vznik bentonitové kluzné roviny.

Přihlašovatel se již pokoušel vyhnout se výše uvedeným nevýhodám dřívějšího stavu techniky pomocí utěsňovací krytiny popsané v britském patentu 2 202 189. Příslušná přihláška patentu byla podána 12. února 1988 a byla zveřejněna 21. září 1988. Utěsňovací krytiny popsané 25 v uvedeném britském patentu zahrnují podkladovou vrstvu, mezivrstvu botnavého jílu a krycí vrstvu, přičemž alespoň jedna z podkladové vrstvy a krycí vrstvy sestává z netkaného textilního materiálu; druhá z podkladové vrstvy a krycí vrstvy sestává z tkaniny nebo pleteniny; všechny tři vrstvyjsou vzájemně spojeny jehlováním.

Při výrobě takovýchto utěsňovacích krytin je napřed zrnitý nebo práškový botnavý jíl nanesen na podkladovou vrstvu a potom je na zrnitou nebo práškovou vrstvu uložena krycí vrstva z netkaných pásů, to jest vrstva jehlování schopných vláken. Tato jehlování schopná vlákna jsou zachycována dolů směřujícími ostny, uspořádanými bočně na stvolech jehel, které jsou používány například při zpracování netkaných pásů. Vlákna, která jsou takto zachycována 35 jehlami během jehlování, jsou vychylována ve směru kolmém k rovině povrchu krycí vrstvy. To vyžaduje určitou pevnost a poddajnost vláken a v případě vláken přiměřené staplové délky a v případě chemického hedvábí dochází k ukládání ve tvaru volných smyček nebo závitků, takže tyto smyčky mohou být ostny stahovány dolů, aniž by vlákna byla trhána.

Jak je v technice jehlování známé, provádí množství jehel současně operaci vpichování jehel v určitém po sobě následujícím počtu zdvihů, takže vzniká například hustota 60 vpichů na cm² ze strany krycí či horní vrstvy do nosné vrstvy. Ostny jehel při průchodu krycí vrstvou strhují sebou jednotlivá vlákna nebo celé shluky spojovacích vláken a částečně je orientují až za nosnou vrstvu. Při zpětném vytahování jehel jsou spojovací vlákna s ostnů stanována. Spojovací vlákna pak z největší části zůstávají zakotvena částí své délky v krycí vrstvě, zatímco další část týchž vláken je pevně zadržována nosnou vrstvou. Následkem četnosti vpichů jehel jsou tato spojovací vlákna vtahována v četných místech, rozložených po celém povrchu. Následkem toho jsou nosná vrstva a krycí vrstva drženy pohromadě. Na druhé straně byla vrstvou částic protažena četná vlákna, takže částicím je bráněno v jakémkoliv bočním přesouvání v rovině povrchu výrobku.

Částice jsou v rozvolněném tvaru uzavřeny mezi spojovacími vlákny. Tato spojovací vlákna drží vrstvy pohromadě.

Proto jehlování těchto tří vrstev na jehlovacím stroji způsobuje popsaným ve výše uvedeném vlastním britském patentu 2 202 185 zajišťuje mechanickou soudržnost těchto tří vrstev

-3 CZ 284507 B6 utěsňovací krytiny a současně se vyhýbá použití lepidla podle výše uvedeného patentu USA 4 501 788.

Kromě toho, když bentonit při navlhčení botná, jehlovaná vazba vytváří tlak působící proti tlaku botnání, což v kombinaci s výše popsaným intenzivním míšením vláken a bentonitu zajišťuje nepropustnost těchto utěsňovacích krytin pro vodu. Dále pak jehlování zajišťuje ohebnost utěsňovacích krytin ve stupni blížícím se vlastnostem dobré poddajnosti mechanicky pojených netkaných textilních materiálů.

Ačkoliv, jak výše uvedené údaje ukazují, jsou utěsňovací krytiny podle vlastního britského patentu 2 202 185 v-mnoha ohledech mnohem lepší než jiné utěsňovací krytiny podle dřívějšího stavu techniky, bylo zjištěno, že přenos smykových sil z horní krycí vrstvy k podkladové vrstvě by měl být zlepšen.

Proto si vynález klade v prvé řadě za úkol vytvořit utěsňovací krytinu nepropustnou pro vodu a/nebo olej, obsahující botnavý jíl, s výhodou bentonit, přičemž je tato utěsňovací krytina zkonstruována tak, že při praktickém použití na staveništích, zejména na svazích, může přenášet smykové síly, způsobené zatížením pískem a kameny, z horní krycí vrstvy přes nabotnanou bentonitovou mezivrstvu přímo na podkladovou vrstvu. Jinými slovy, utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a/nebo olej podle vynálezu má zůstat spolehlivě spojena i po nabotnání bentonitu, aby byl zabráněno sklouzávání pískové nebo půdní základky zatížené štěrkem nebo kameny.

Vycházeje z toho, že vynález si dále klade za úkol vytvořit takovou utěsňovací krytinu nepropustnou pro vodu a/nebo olej, kterou lze vyrábět snadno, hospodárně a hromadně.

Vynález si ještě dále klade za úkol vytvořit utěsňovací krytinu nepropustnou pro vodu a/nebo olej, kterou lze vyrábět s měnící se tloušťkou pro různá použití jako izolace proti vodě, která zabraňuje prosakování vody a/nebo propouštění znečišťujících látek z vodních nádrží, přehrad, komunálních a průmyslových odpadních jímek nebo podobně.

Podstata vynálezu

Tyto úkoly splňuje třívrstvá utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a olej, k použití jako izolace proti vodě a oleji, zahrnující podkladovou vrstvu, krycí vrstvu a mezivrstvu botnavého jílu, přičemž jsou podkladová vrstva a krycí vrstva zvoleny ze skupiny sestávající z netkaného textilního materiálu, tkaniny, pleteniny a plastové fólie s výhradou, že alespoň jedna z podkladové vrstvy a krycí vrstvy sestává z netkaného textilního materiálu, jejíž podstata spočívá v tom, že (a) botnavý jíl je v práškové formě z částic, z nichž přibližně 90 hmotnostních % je menší než 0,06 mm a přibližně 70 hmotnostních % je menší než 0,002 mm, a plošná hmotnost botnavého jílu mezi podkladovou vrstvou a krycí vrstvou je přímo úměrná botnavosti jílu a pohybuje se v rozsahu 0,5 až 10 mm, a (b) použité netkané textilní materiály mají plošnou hmotnost přibližně v rozsahu 300 až 1 000 g/m² a účinnou velikost D_w otvorů přibližně v rozsahu 0,08 až 1,5 mm.

Tyto tři jehlované vrstvy jsou spojeny jehlováním za použití množství jednotlivých spojovacích vláken procházejících přes vrstvu botnavého jílu a zakotvujících podkladovou vrstvu ke krycí vrstvě, tak, aby bylo zachováno neporušené spojení výsledné třívrstvé krytiny i po nabotnání jílu ve vrstvě botnavého jílu, a vytvářejí utěsňovací krytinu, která při použití na staveništích

-4CZ 284507 B6 umožňuje směrování smykových sil přes vrstvu jílu k hornímu okraji podkladové vrstvy bez nebezpečí, že se z vrstvy jílu stane kluzná rovina.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, kde obr. 1 znázorňuje graf, ukazující vztah botnavosti (A) mezivrstvy jílu v objemových procentech k plošné hmotnosti (B) vrstvy botnavého jílu mezi podkladovou vrstvu a krycí vrstvou, a obr. 2 graf, ukazující efektivní velikost otvorů netkané textilie vhledem kjejí plošné hmotnosti. Na obr. 2 představuje svislá čára (1) spodní limit pro netkaný textilní materiál, který je ve styku s perforovanou podkladovou spodní deskou a svislá čára (2) představuje spodní limit pro netkaný textilní materiál, který je ve styku s čisticí deskou (horní perforovanou deskou).

Diagram znázorněný na obr. 1, ukazuje vhodný a nevhodný rozsah techniky jehlování z hlediska vztahu mezi použitým množstvím jílu a botnavosti pro výrobu utěsňovacích krytin podle vynálezu.

Dlouhodobou účinnou soudržnost mezi podkladovou vrstvou a krycí vrstvou po celé vrstvě botnavého jílu je možno dosáhnout technikou jehlování jen když použité množství jílu (g/m²) a jeho botnavost jsou v souladu. To znamená, že při použití vysoce botnavého jílu je nanesené množství poměrně malé, poněvadž vysoká botnavost uvolňuje jehlovanou skladbu již při použití malých množství po nasáknutí vodou. Na druhé straně, jestliže je použit jíl o nízké botnavosti, je možno použít větší množství jílu.

Podle dalšího důležitého znaku vynálezu ukazuje diagram, znázorněný na obr. 2 vhodné kombinace plošné hmotnosti a efektivní velikost D_w otvorů pro netkané textilní materiály použité podle vynálezu, jež byly zjištěny při pokusech a rozlišující mezi stranou čisticí desky a stranou perforované podkladové desky, tedy zde mezi krycí vrstvou, která se normálně nachází na straně čisticí desky, zvané také strana horní perforované desky, a podkladovou vrstvou, která se normálně nachází na straně perforované podkladové desky, zvané také strana spodní perforované desky.

Definice parametrů netkané textilie jsou plošná hmotnost (g/m²) a efektivní velikost otvorů, D_w (mm), jako charakteristická velikost pórů k dosažení dlouhodobé, účinné, jehlováním vytvořené soudržnosti se spolehlivým zapouzdřením částic jílu v uvedeném rozsahu velikostí částic, tedy přibližně 90 hmotnostních % menších než 0,06 mm a přibližně 70 hmotnostních % menších než 0,002 mm.

Z techniky filtrování je známo, že částice o velikosti částic lze zadržovat poměrně tenkými a lehkými produkty s malou efektivní velikostí D_w otvorů. Zvětšení efektivní velikosti otvorů může být přípustné, jestliže je současně zvýšena tloušťka a plošná hmotnost netkaného textilního materiálu; takto je dosažena delší doba filtrace. Podle rozsáhlých zkušeností a pokusů přihlašovatele při jehlování netkaných textilních materiálů se zapouzdřenou vrstvou jílu vyplývají různé požadavky na netkanou vrstvu, jež má být použita, která závisí na straně čisticí desky a perforované podkladové desky jehlovacího stroje.

Například netkaný textilní materiál, použitý jako podkladová vrstva, může mít plošnou hmotnost 700 g/m² a maximální efektivní velikost D_w otvorů 0,18 mm nebo menší, to znamená například 0,14 nebo 0,09 atd. Na druhé straně má být plošná hmotnost podkladové vrstvy alespoň 600 g/m², ne však nižší.

-5CZ 284507 B6

Netkaný textilní materiál, použitý jako krycí vrstva, má mít plošnou hmotnost alespoň 300 g/m². Proto může mít krycí vrstva plošnou hmotnost například 400 g/m² a efektivní velikost D_w otvorů maximálně 0,10 mm nebo menší.

Netkané textilní materiály mají větší plošnou hmotnost s výhodou od asi 300 do asi 1000 g/m², tloušťku od asi 2 do asi 8 mm, efektivní velikost otvorů mezi asi 0,08 a asi 1,5 mm, propustnost pro vodu při zatížení 2 kN/m² mezi asi 10'³ a asi 10‘² m/s a jsou vyrobeny ze spřádatelných vláken o staplové délce od asi 60 do asi 150 mm, s výhodou od asi 120 do asi 150 mm.

Příklady provedení vynálezu

Jedna z utěsňovacích krytin podle vynálezu má například následující charakteristiky:

1. Tloušťku pásu bentonitové vrstvy za sucha: asi 2 mm po 3 hodinách uložení ve vodě: asi 8 mm

2. Tloušťka pásu bentonitové krytiny (mm) zatížení za sucha po 3 hodinách uložení ve vodě kN/m² 9,9 14,9 kN/m² 8,9 13,9

3. I v mokrém nabotnaném stavu stále ještě existuje dobrá vazba mezi podkladovým rounovitým materiálem a krycím rounovitým materiálem.

4. S výhodou jsou použita vlákna o délce 120 mm až 150 mm.

5. Výsledky jehlování přes bentonitovou vrstvuje vlákny zpevněná, bentonitová krytina, která umožňuje přenos namáhání smykem od krycí vrstvy přes bentonitovou vrstvu, z horní strany bentonitové krytiny ke dnu nebo obráceně. Namáhání smykem byla určena při zkoušce smykem při zatížení 200 kN/m² se 120 kN/m².

Jak podkladová vrstva, tak krycí vrstva sestávají s výhodou z netkaného textilního materiálu. Avšak žádoucí může být i konstrukce, u níž podkladová vrstva sestává z netkané textilie a krycí vrstva sestává z tkané nebo pletené textilie nebo fólie plastu, anebo krycí vrstva sestává z netkané textilie a podkladová vrstva sestává z tkané nebo pletené textilie nebo fólie z plastu.

Použité netkané textilie a fólie z plastu sestávající s výhodou z vysoce kvalitních syntetických pryskyřice, zejména polyethylenů, polypropylenů, polyesterů, polyakrylátů a/nebo polyamidů. Pro použití v technice odstraňování odpadů je dávána přednost zejména netkaných textilním materiálům vyrobeným z vysokotlakého polyethylenu (HDPE).

Takového netkaného textilie a fólie z plastu jsou odolné proti hnilobě a odolávají však látkám vyskytujícím se ve vodě a v půdě, a tudíž zřejmě zaručují krajně dlouhou životnost. Jejich mimořádně vysoká pevnost v natržení zajišťuje podstatnou odolnost proti mechanickému opotřebení. Jsou vysoce stabilní vůči ultrafialovému záření.

Použité netkané textilní materiály podle vynálezu mají s výhodou mechanicky zpevněnou strukturu střížových roun. Zkadeřená vlákna jsou shromažďována do pásové konstrukce se spletí mezer. To ideálně napodobuje strukturu půdy. Struktura netkaných textilních materiálů může být

-6CZ 284507 B6 vyrobena hrubší nebo jemnější, což závisí na povaze půdy, takže je zaručeno optimální přizpůsobení se typu půdy na místě použití. Mechanické zpevnění zajišťuje vysoký koeficient tření mezi půdou a netkaným textilním materiálem a krycím materiálem. Místo mechanicky jehlováním pojených netkaných textilií mohou být použity také netkané textilie, které byly 5 mechanicky zpevněny proplétáním nebo pneumatickým vířením, nebo které byly pojeny chemicky.

Podle jiného provedení vynálezu sestává jak podkladová vrstva, tak krycí vrstva z netkaného textilního materiálu, avšak navíc je mezi podkladovou vrstvu a vrstvu botnavého jílu uložen 10 tkaný textilní materiál a/nebo fólie z plastu a/nebo tkaný zpevněný pás z plastu, a tyto vrstvy jsou rovněž vzájemně spojeny jehlováním.

Podle vynálezu je také možno zkonstruovat utěsňovací krytinu následujícím způsobem: Podkladová vrstva je z netkaného textilního materiálu mimo „přípustný rozsah“ diagramu podle 15 obr. 2 a navíc je štěpená tkaná fólie (textilní surovina je volitelná, s výhodou polyolefin) o plošné hmotnosti vyšší než 80 g/m² jehlována mezi podkladovou vrstvou a vrstvou jílu, a netkaný textilní materiál je s výhodou jehlovaný netkaný textilní materiál o plošné hmotnosti 250 g/m².

Na druhé straně může podkladová vrstva sestávat jen ze štěpené tkané fólie (textilní surovina je volitelná, s výhodou polyolefin) o plošné hmotnosti vyšší než 150 g/m², nebo jen z fólie z plastu o tloušťce nejméně 200 μ (0,2 mm).

Textilní podklad případně podkladový pás z plastické hmoty, který při průchodu jehlovacím 25 strojem dosedá na podkladovou perforovanou desku, může tedy být buď (1) jehlovaný netkaný textilní materiál podle diagramu znázorněného na obr. 2, jehož vlákenná surovina je volitelná, avšak přednost je dávána syntetickým vláknům;

(2) vyroben ze štěpené tkané fólie o plošné hmotnosti alespoň 150 g/m², jehož textilní vlákenná surovina je volitelná, avšak přednost je dávána polyolefinu;

(3) fólie z plastu o tloušťce alespoň 200 μ (0,2 mm), odolávající hnilobě, s výhodou polyolefin, zejména vysokotlaký polyethylen (HDPE);

(4) kombinace netkaného textilního materiálu se štěpenou tkanou fólií a/nebo fólií z plastu, a zde může mít netkaný textilní materiál plošnou hmotnost mimo diagram znázorněný na obr. 2. · Příklad: Jehlovaný netkaný textilní materiál o plošné hmotnosti 250 g/m² kombinovaný se štěpenou tkanou fólií o plošné hmotnosti alespoň 80 g/m²; nebo (5) kombinace spolu jehlovaných hrubých a jemných netkaných textilních materiálů, jeden z nichž musí svými vlastnostmi odpovídat diagramu znázorněnému na obr. 2.

Mezivrstva botnavého jílu sestává s výhodou zbentonitů. Bentonity jsou jíly mající značně 45 vysoký obsah smektitu (montmorillonitu), který rozhodným způsobem určuje vlastnosti, jako jsou vysoká botnavost, dobrá schopnost absorbovat vodu, vysoká plastičnost. Aby z alkalické zeminy, obsahující kovový bentonit s nízkou botnavostí ve vodě, byl získán vysoce botnavý aktivní bentonit, jsou ionty kovu bentonitů z alkalické zeminy nahrazeny ionty alkalického kovu, s výhodou ionty sodíku. Proto je pro použití podle vynálezu dávána přednost sodíkovému 50 bentonitů, vykazujícímu velmi zvýšenou plastičnost, viskozitu, tixotropii a absorpci vody.

Bentonit je používán v práškové formě. Obzvlášť výhodný je sodíkem aktivovaný bentonit, který má takové rozložení velikostí částic, že největší nebo převládající část částic má velikost pod

-7CZ 284507 B6

0,002 mm (2 mikrometry), například více než 90 % hmotnostních částic má velikost částic menší než 0,06 mm a více než 70 % hmotnostních menší než 0,002 mm.

Takovýto výhodný, sodíkem aktivovaný bentonit, s následujících příkladech nazývaný bentonit B4, má například následující rozložení velikostí částic, vyjádřené podílem v procentech hmotnostních:

více než 60 pm až 40 pm až 20 pm až 10 pm až 2 pm méně než 2 pm

1,5 % %

% %

Chemická analýza vyjádřená v procentech hmotnostních (průměr):

SiO₂

A1₂O₃

Fe₂O₃

TiO₂

CaO

MgO

Na₂O

K₂O

Ztráta po zážehu

Mineralogická analýza:

montmorillonit illit oxid křemičitý jiné minerály tloušťka vrstvy hustota zrna m³/t balení v pytlích

56,0 %

20,6 %

4,7 %

0,3 %

2,0 %

3,4 %

3,0 %

1,4%

8,6 %

- 80 %

10- 18%

- 5 % %

asi 0,8 g/cm³

2,65 g/cm³

1,20

Vrstva botnavého jílu je v podstatě stejnoměrná. V závislosti na konkrétním použití se tloušťka této vrstvy jílu pohybuje s výhodou od 0,5 do 10,0 mm. Avšak může být také menší nebo větší, což závisí na použitém jílu nebo na tom, kjakému účelu má být utěsňovací krytina použita. V této souvislosti je poukazováno na to, že výhodný bentonit při nabotnání zvětší svůj objem desetkrát až dvacetkrát.

Botnavý jíl je alespoň částečně uzavřen v netkané textilní vrstvě. Tloušťka vrstvy botnavého jílu je s výhodou menší nebo v podstatě stejná, jako tloušťka netkané textilní vrstvy nebo vrstev jako celku.

S výhodou se asi 30 až asi 50 hmotnostních % použitého jílu nachází v podkladové a/nebo krycí vrstvě.

Výhodné provedení utěsňovací krytiny je takové, kde (a) podkladová vrstva a krycí vrstva sestávají z netkaných textilních materiálů,

-8CZ 284507 B6 (b) netkané textilní materiály mají plošnou hmotnost příslušně asi 300 až 600 až asi 1000 g/m², tloušťku asi 2 až asi 8 mm, efektivní velikosti otvorů mezi asi 0,08 a asi 1,5 mm, propustnost pro vodu při zatížení 2 kN/m² mezi asi 10'³ a asi 10’² m/s a jsou vyrobeny ze spřádatelných vláken o staplové délce asi 60 až asi 150 mm, (c) vlákna netkaných textilních materiálů sestávají z vysokotlakého polyethylenu, polypropylenu nebo polyesteru, (d) botnavý jíl je práškový, sodíkem aktivovaný bentonit, mající takové rozložení velikosti částic, že hlavní nebo převážná část částic má velikost pod 0,002 mm (2 mikrometry), (e) tloušťka stejnoměrné bentonitové vrstvy je asi 0,5 až asi 10 mm, (f) asi 30 až asi 50 % hmotnostních použitého bentonitu se nachází alespoň v jedné z podkladové vrstvy a/nebo krycí vrstvy.

Jak již bylo uvedeno, může podkladová vrstva sestávat ze dvou jehlováním vzájemně spojených netkaných textilních materiálů, z nichž jeden netkaný textilní materiál má velmi jemné póry podle diagramu vyobrazeného na obr. 2, a netkaný materiál přidružený k bentonitové vrstvě má hrubé póry. V tomto případě může být netkaný textilní materiál s hrubými póry, jejichž homí mez D_w = 1,5 mm, zaplněn bentonitem až do 100 % objemu dutin v materiálu.

Výroba utěsňovací krytiny podle vynálezu je prováděna tak, že napřed je na podkladovou vrstvu uložena mezivrstva suchého, botnavého jílu a na tento je položena krycí vrstva, načež jsou všechny tři vrstvy jehlovány na jehlovacím stroji.

Za tím účelem je bentonit nanášen na podkladovou vrstvu, sestávající s výhodou z netkaného textilního materiálu a odvíjenou ze zásobní štůčky, ze zásobní násypky. Potom je na bentonitovou vrstvu uložena krycí vrstva z netkaného textilního materiálu, rovněž odvíjeného ze zásobní štůčky. Takto získaná pásová konstrukce, skládající se ze tří vrstev, je vedena jehlovacím strojem, na němž jsou všechny tři vrstvy jehlovány o sobě známým způsobem. V závislosti na tloušťce bentonitové mezivrstvy je jehlovaná pásová konstrukce, představující pro vodu nepropustnou utěsňovací krytinu, navíjena do štůček nebo řezána na určité délky požadované pro uvažované použití.

Výsledkem zpracování jehlováním je soumezná vlákenná vazba mezi podkladovou a krycí vrstvou.

Podkladová a krycí vrstva jsou vzájemně spojeny jehlováním takovým způsobem, že posouvající, to jest smyková síla, například na svazích, může být krycí vrstva přenášena přes vlákennou složku na podkladovou vrstvu. Bez této vlákenné složky, prostírající se přes celou bentonitovou vrstvu, vytváří bentonitová vrstva - zejména v nabotnaném stavu - na svazích kluznou dráhu. Po nabotnání jílu a po zvětšení tloušťky utěsňovací krytiny zůstává jehlováním vytvořená soudržnost mezi podkladovou vrstvou a krycí vrstvou neporušena, aby byl zaručen přenos smykových sil. Výsledkem je vlákny zpevněná bentonitová vrstva. Kromě tohoto zpevnění je bentonit uzavřen ve vlákenné textuře.

Nepropustné utěsňovací krytiny podle vynálezu jsou používány zejména ve vodním stavitelství a v technice odstraňování odpadů.

Jak ke z výše uvedeného patrno, je vynález zaměřen na speciální kombinaci bentonitu s netkanými textiliemi, s možností přenášení smykových sil z jedné rounovité vrstvy na druhou, to znamená, že na svahu mohou být smykové síly přenášeny krycím rounovitým materiálem přes

-9CZ 284507 B6 bentonitovou vrstvu na podkladový rounovitý materiál. Vynález se týká vlákny zpevněného minerálního těsnění, umožňujícího přenos smykových sil na svazích, bez nebezpečí, že se bentonitová vrstva sama stane kluznou rovinou.

Vynález bude nyní vysvětlen s odkazem na následující příklady, aniž by se na ně omezoval.

Příklad 1

V tomto příkladě je popsána utěsňovací krytina typu A pro nepropustné obklady kanálů, vodních nádrží nebo přehrad, s krycími vrstvami kamenných záhozů. Utěsňovací krytina typu A sestává z těžké nosné geotextilie, která je vyráběna podle technických podmínek Spolkového ústavu pro vodní stavby jako geotextilní filtr pro půdní typ 4. Typ A může být přímo pokryt těžkými kameny.

Použity jsou následující suroviny:

Podkladová vrstva:	dvouvrstvý netkaný textilní materiál 800 g/m² z PES/PP vláken
Krycí vrstva:	jednovrstvý netkaný textilní materiál 300 g/m² z PES vláken
Mezivrstva:	bentonit B4 3000 g/m²

Utěsňovací krytina typu A má následující vlastnosti:

Plošná hmotnost (g/m²): přibližně 4100

Maximální pevnost v tahu (N/10 cm): podélná: 1600 příčná: 2500

Prodloužení při přetržení (%): podélné: 60 příčné: 50

Tloušťka (mm): 10

Hodnota k_v (m/s): přibližně 1,0 χ 10'¹⁰ (hodnota k_v je koeficient propustnosti).

Bentonit B4 je v technických podmínkách popsán jako „výhodný, sodíkem aktivovaný bentonit“.

Příklad 2

V tomto příkladě je popsána utěsňovací krytina typu B pro utěsňování při zkulturňování krajiny (rybníky, zásobní nádrže, silnice v záchytných oblastech pitné vody), pro obkládání rybníků, atd., s krycími zatěžovacími vrstvami písku nebo štěrku. Utěsňovací krytina typu B je opatřena lehčím nosným materiálem. Krycí vrstva může sestávat jen zjemnozrnných půd, jako jsou písek a štěrk nebo drcené kameny.

Použity jsou následující suroviny:

Podkladová vrstva:	jehlovaná složenina vytvořená z netkaného textilního materiálu a z tkaniny, oboje dohromady 400 g/m² z PP vláken.
Krycí vrstva:	jednovrstvý netkaný textilní materiál 300 g/m² z PP vláken.
Mezivrstva:	bentonit B4 3000 g/m².

- 10CZ 284507 B6

Utěsňovací krytina typu B má následující vlastnosti:

Plošná hmotnost (g/m²): přibližně 3700

Maximální pevnost v tahu (N/10 cm):

podélná: 1400 příčná: 2400

Prodloužení při přetržení (%):

Tloušťka (mm): Hodnota k_v (m/s):

podélné: 60 příčné: 50

7,5 přibližně 1,0 x 10'¹⁰

Příklad 3

V tomto příkladě je popsána utěsňovací krytina typu C pro ochranu syntetických membrán proti hrubému odvodňovacímu materiálu, například štěrku 16/32 mm na skládkách odpadů. Utěsňovací krytina typu C využívá známé vysoké chemické odolnosti vysokotlakého polyethylenu (PEHD). Proto může být typ C použit na skládkách odpadů nebo v podobných, vysoce agresivních prostředích. V provedení jako ochranná vrstva pro syntetická obložení vytváří bentonitové nepropustná krytina s koeficientem propustnost k_v přibližně 10¹⁰ m/s přídavnou, pro vodu nepropustnou bariéru, která snižuje možnou netěsnost a chrání membránu proti přímému styku s odvodňovacími vrstvami potaženými inkrustacemi.

Použity jsou následující suroviny:

Podkladová vrstva:	jednovrstvý netkaný textilní materiál 800 g/m² PEHD vláken
Krycí vrstva:	jednovrstvý netkaný textilní materiál 400 g/m² z PES vláken
Mezivrstva:	bentonit B4 3000 g/m².

Utěsňovací krytina typu C má následující vlastnosti:

Plošná hmotnost (g/m²): přibližně 4200

Maximální pevnost v tahu (N/10 cm): podélná: 1200 příčná:1800

Prodloužená při přetržení (%): podélné: 140 příčné:100

Tloušťka (mm):9

Hodnota k_v (m/s): přibližně 1,0 x 10'¹⁰

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Třívrstvá utěsňovací krytina nepropustná pro vodu a olej, k použití jako izolace proti vodě a oleji, zahrnující podkladovou vrstvu, krycí vrstvu a mezivrstvu botnavého jílu, přičemž jsou podkladová vrstva a krycí vrstva zvoleny ze skupiny sestávající z netkaného textilního materiálu, tkaniny, pleteniny a plastové fólie s výhradou, že alespoň jedna z podkladové vrstvy a krycí vrstvy sestává z netkaného textilního materiálu, vyznačující se tím, že (a) botnavý jíl je v práškové formě z částic, z nichž přibližně 90 % hmotnostních je menších než 0,06 mm a přibližně 70 % hmotnostních je menší než 0,002 mm, a plošná hmotnost botnavého jílu mezi podkladovou vrstvou a krycí vrstvou je přímo úměrná botnavosti jílu a pohybuje se v rozsahu 0,5 ž 10 mm, a (b) použité netkané textilní materiály mají plošnou hmotnost přibližně v rozsahu 300 až 1000 g/m² a účinnou velikost D_w otvorů přibližně v rozsahu 0,08 až 1,5 mm.
2. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároku 1, vyznačující se tím, že (a) botnavý jíl je alespoň částečně uzavřen v netkané textilní vrstvě a (b) tloušťka vrstvy botnavého jílu je menší nebo v podstatě stejná jako tloušťka netkané textilní vrstvy nebo vrstev jako celku.
3. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároku 2, vyznačující se tím, že se asi 30 až asi 50 % hmotnostních použitého bentonitu nachází v podkladové vrstvě nebo v krycí vrstvě nebo v obou vrstvách, jsou-li obě vrstvy z netkaného textilního materiálu.
4. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároků 1 až3, vy zn ač u j í cí se tím, že (a) podkladová vrstva a krycí vrstva sestávají z netkaných textilních materiálů a (b) netkané textilní materiály mají tloušťku asi 2 až asi 8 mm, propustnost pro vodu při zatížení 2 kN/m² mezi 10’³ a asi 10'² m/s, a jsou tvořeny spřádatelnými vlákny o staplové délce asi 60 až asi 150 mm.
5. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jedna z podkladové a krycí vrstvy je netkaný textilní materiál a druhá vrstva je tkanina nebo pletenina, přičemž jak podkladová vrstva, tak krycí vrstva sestávají z vláken nepodléhajících hnilobě ze syntetických pryskyřic nebo z chemického hedvábí, nebo z fólie z plastu ze syntetické pryskyřice, která nepodléhá hnilobě.
6. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že podkladová vrstva a krycí vrstva jsou netkané textilní materiály a že mezi podkladovou vrstvou a vrstvou botnavého jílu se nachází tkanina nebo pletenina nebo fólie z plastu, přičemž všechny textilní vrstvy a fólie z plastu jsou tvořeny syntetickou pryskyřicí, která nepodléhá hnilobě.

- 12CZ 284507 B6
7. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároku 6, vyznačující se tím, že podkladová vrstva je netkaný textilní materiál o plošné hmotnosti mimo rozsah 300 až 1000 g/m² a účinné velikosti D_w otvorů mimo rozsah 0,08 až 1,5 mm, a přídavně je mezi podkladovou vrstvou a vrstvou jílu jehlovaná štěpená fólie o plošné hmotnosti vyšší než 80 g/m², a netkaný textilní materiál je s výhodou jehlovaný netkaný textilní materiál o plošné hmotnosti 250 g/m².
8. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároku 5, vyznačující se tím, že podkladová vrstva sestává jen ze štěpené tkané fólie o plošné hmotnosti vyšší než 150 g/m² nebo jen z fólie z plastu o tloušťce nejméně 200 μ (0,2 mm).
9. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že netkaný textilní materiál, tkanina nebo pletenina a fólie z plastu sestávají z polyolefinu nebo polyesteru (PES).
10. Třívrstvá utěsňovací krytina podle nároku 9, vyznačující se tím, že polyolefin je polypropylen (PP) nebo vysokotlaký polyethylen (PEHD).